物理学院核物理实验团队研究成果登上《Nuclear Science and Techniques》封面

作者: 时间:2020-11-02 点击数:

 

近日,物理学院核物理实验团队在《Nuclear Science and Techniques》上发表题目为“Intrinsic background radiation of LaBr3(Ce) detector via coincidence measurements and simulations”的论文,该论文被期刊选为封面文章。博士生程浩为第一作者,孙保华教授和竺礼华教授为通讯作者。



LaBr3(Ce)探测器是一种新型的无机闪烁体探测器,具有很好的γ-射线响应,良好的能量、时间分辨以及良好的温度响应等特性,在放射性核束物理、环境监测、石油测井、医学成像等方面具有潜在的应用前景,得到了广泛的关注。然而,在应用LaBr3(Ce)的实验中,需要考虑晶体本身的天然放射性对能谱测量造成干扰。这些放射性主要有两个来源。一个是镧-138(La-138),天然镧元素中约千分之一为镧-138,具有放射性,半衰期是1.02×1011年。La-138分别通过轨道电子俘获衰变至Ce-138的激发态,或β-衰变至Ba-138的激发态,并进而级联发射1435.7 keV和788.7keV的γ射线。另一个放射性来源是La的同族元素Ac及其衰变链子核,涉及衰变链中多条α、β和γ射线。因此,对LaBr3(Ce)的辐射本底进行鉴别、定量评估具有重要价值。

本文通过实验与模拟相结合,定量分析了圣戈班公司的B380LaBr3(Ce)探测器的辐射本底,得到了镧-138、铋-211,氡-219,镭-223,钍-227等核素的活度,发现锕系衰变链中的核素已建立了长期平衡关系。事实上,锕-227的半衰期(21.772年)远长于其子核(21.8分至18.68天),在晶体生长半年之后,锕-227衰变链中各核素的活度就已达到平衡。

本工作得到了国家重点研发计划、国家自然基金委大科学装置联合基金和优青等项目的支持。


论文链接: https://link.springer.com/article/10.1007/s41365-020-00812-8

 

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